JP3195379U

JP3195379U - 配管構造

Info

Publication number: JP3195379U
Application number: JP2014005777U
Authority: JP
Inventors: 秀雄上野
Original assignee: Sanfreund Corp
Current assignee: Sanfreund Corp
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2024-10-30

Abstract

【課題】プラスチック製の配管の外周に補強用の外管を設け、路面からの車重外圧及び土圧に耐え、かつ補強用外管が破損した場合でも強度を確保したプラスチック製の配管によって安全性を確保した配管構造を提供する。【解決手段】コンクリート及び又は土に埋設された配管の構造であって、所定強度を備えたプラスチック管１２と、プラスチック管の外周に配設され、プラスチック管の外周面と一定間隔を保持して配設された補強用外管１３と、を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本考案はガソリンや石油等の配管に係り、特に補強用外管を使用した配管構造に関する。

今日、ガソリンスタンド等において、油貯蔵用の鋼製の地下タンクが広く使用されている。このような地下タンクには、タンクと地上を結ぶ注油管や給油管等の配管も地下に埋設され、鋼管が使用されているため、腐蝕や孔蝕が生じ易く、油漏れ等の原因となっている。このため、埋設された配管を交換する際、プラスチック製（合成樹脂製）の配管に交換することが好ましい。
尚、地下タンクの場合、例えば特許文献１は高度な加工技術が不要でかつ製作の手間が掛からず、施工手間が少ない合成樹脂製の埋設タンクの提案が行われている。

特開２００３−２６１１９５号公報

しかしながら、プラスチック製の配管は外圧に弱く、既成のガソリンスタンドの場合、地下タンクが埋設された深度が浅い場合、配管の埋設深度も浅く、埋め戻し土及びコンクリートを介して負荷される静止圧と車両荷重による活荷重土圧に耐えられない場合がある。

そこで、本考案はプラスチック製の配管の外周に補強用の外管を設け、路面からの車重外圧及び土圧に耐え、かつ補強用外管が破損した場合でも強度を確保したプラスチック製の配管によって安全性を確保した（所謂フェールセーフを可能とした）配管構造を提供するものである。

本考案は上記課題を解決するため、コンクリート及び又は土に埋設された配管の構造であって、所定強度を備えたプラスチック管と、該プラスチック管の外周に配設され、前記プラスチック管の外周面と一定間隔を保持して配設された補強用外管と、を有する配管構造を提供することによって達成できる。

また、上記補強用外管は鉛直方向静止土圧及び活荷重土圧に対して許容撓み率の範囲内の撓み率に設定され、許容曲げ応力の範囲内の曲げ応力に設定されていることを特徴とする。

また、上記許容撓み率は一定の安全率を確保して設定され、上記許容曲げ応力も一定の安全率を確保して設定されていることを特徴とする。

さらに、上記プラスチック管の外周に補強用外管が配設された配管は、例えばガソリンスタンドに埋設された配管であることを特徴とする。

本考案によれば、所定の強度を備えたプラスチック管を使用し、更に補強用外管をプラスチック管の外周に配設することによって、例えば予期せぬ荷重によって補強用外管が破損した場合でもプラスチック管の強度によって配管構造は保たれ、油漏れ等を無くし、常に安全にガソリンや油の注油や給油を行うことができる配管構造を提供できる。

第１の実施形態の配管構造を含む地下タンクの例を示す図である。配管の断面構成を示す図である。補強用外管の測定例を示す図である。プラスチック管の測定例を示す図である。プラスチック管の測定例を示す図である。プラスチック管の測定例を示す図である。

以下、本考案の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の配管構造を説明するシステム構成図である。尚、同図に示すシステム図は、本例の配管構造を地下タンクに油（ガソリン）を貯蔵する際の配管に適用するものである。そして、地下タンクとして、本例ではガソリンスタンドの地下に埋設するタンクの例を説明する。

同図において、地下タンク１には油（ガソリン）を入れる注油管２、地下タンク１から油（ガソリン）を吸引する給油管３、地下タンク１の通気を行う通気管４、及び地下タンク１に貯蔵された油（ガソリン）の液面高を計測する液面計５が設けられている。また、地下タンク１は地表から所定の深さに埋設され、地下タンク１上には不図示のコンクリートが施設されている。

また、注油管２には地表に注油口６が設けられ、注油口６から油（ガソリン）の注油を行う。また、給油管３には地表に計量器、ポンプ等の機器類７が設けられ、地下タンク１から油（ガソリン）を吸引し、吸引する油（ガソリン）の計量を行う。また、注油管２にはバルブ８が設けられ、給油管３にはバルブ９が設けられ、地下タンク１の補修／改修作業の際、このバルブ８及び９を閉鎖して行う。尚、通気管４には通気口１０が設けられ、地下タンク１に発生するガスを排出している。

図２は上述のシステム構成において、配管の断面構造を説明する図である。尚、図２に示す断面図は、特に上述の注油管２の断面構造（Ａ−Ａ´断面）を示す。

前述のように、注油管２には注油口６が設けられ、注油口６から油（ガソリン）が注油され、注油管２を通って地下タンク１に油（ガソリン）が貯蔵される。同図に示すように、注油管２は二重構造であり、プラスチック管（合成樹脂製配管）１２で構成される基管と、該基管を覆う補強用外管１３で構成されている。尚、図２に示す１４はコンクリートの部分であり、１５は土の部分である。

プラスチック管１２は断面が円形の配管であり、このプラスチック管１２内を油が流れ、地下タンク１に注油を行う。また、補強用外管１３は通常鋼管であり、強度が確保されれば鋼管に限定されるものではない。

前述のように、本発明は上記プラスチック管１２の外周に補強用外管１３を配設し、この補強用外管１３が路面からの車重外圧及び土圧に耐えるように設定し、更にプラスチック管１２についても補強用外管１３が破損した場合でも強度を十分確保し、プラスチック管１２自体で土圧等に耐える構造とすることによって、フェールセーフ機能を確保した配管構造とするものである。以下、具体的に説明する。

先ず、補強用外管１３の構成について説明する。補強用外管１３は上記のように埋め戻し土又はコンクリートによる静止圧と車両荷重による活荷重土圧に耐える材料及び構造を備える必要がある。このため、本例の補強用外管１３は以下の２つの条件を備える。

条件１として、補強用外管１３として配管用炭素鋼管を使用し、プラスチック管１２との隙間Δを１ｍｍ程度になる構造のものを使用する。

また、条件２として、補強用外管１３が外圧によって撓んだ場合でもプラスチック管１２に接触若しくは加圧しない構造にすることである。このため、補強用外管１３の外荷重による最大許容撓み量を規定し、外荷重時の補強用外管１３の撓み量を最大許容撓み量以下に抑える構成とする。尚、この場合、安全性を確保するため、安全余裕係数ＳＦを３以上（ＳＦ＞３）として最大許容撓み量を設定する。すなわち、補強用外管１３の最大許容撓み量δｍはΔ/３以下（δｍ＜Δ３）に設定される。

さらに、補強用外管（鋼管）１３の引張強さ（σｔ）として３００Ｎ／ｍｍ^２の材料を使用し、発生応力の許容力（σａ）も安全余裕係数ＳＦを３以上（ＳＦ＞３）としてσａ≦１００Ｎ／ｍｍ^２に設定する。

図３は上記条件を確保する補強用外管１３の例を示す。例えば、外径３２ｍｍのプラスチック管１２を使用する場合、補強用外管１３（３２Ａ）として最大外径４２．７ｍｍ、板厚が３．５ｍｍの鋼管を使用する。この場合、プラスチック管１２と補強用外管１３の隙間Δは同図に示す通り、１．８５ｍｍとなり、前述のδｍ＜Δ／３の条件に基づいて最大許容撓み量δｍは６１７μｍとする。このような条件の補強用外管１３を使用することによって、補強用外管１３に外荷重が加わった場合でも内部のプラスチック管１２に撓んだ補強用外管１３が振れることなく、プラスチック管１２の安全を確保することができる。

また、補強用外管（鋼管）１３の引張強さ（σｔ）も安全性を確保したσａ≦１００Ｎ／ｍｍ^２に設定されており、補強用外管１３に外荷重が加わった場合でも、外荷重に充分耐えることができ、内部のプラスチック管１２の安全を確保することができる。

同様に、図３に示す外径４０ｍｍのプラスチック管１２を使用する場合、補強用外管１３（４０Ａ）として最大外径４８．６ｍｍ、板厚が３．５ｍｍの鋼管を使用する。この場合、プラスチック管１２と補強用外管１３の隙間Δは同図に示すように、０．８０ｍｍとなり、前述のδｍ＜Δ／３の条件に基づいて最大許容撓み量δｍは２６４μｍとなる。この条件の補強用外管１３を使用することによって、外径４０ｍｍのプラスチック管１２を使用する場合においても、上記条件の補強用外管１３（４０Ａ）を使用することによって、補強用外管１３に外荷重が加わった場合でも内部のプラスチック管１２に撓んだ補強用外管１３が振れることなく、プラスチック管１２の安全を確保することができる。

また、この場合も補強用外管（鋼管）１３（４０Ａ）の引張強さ（σｔ）は、安全性を確保したσａ≦１００Ｎ／ｍｍ^２に設定されており、補強用外管１３に外荷重が加わった場合でも、外荷重に充分耐えることができ、内部のプラスチック管１２の安全を確保することができる。

以下、図３に示す他の外形のプラスチック管１２についても同様であり、外径５０ｍｍ、６３ｍｍ、９０ｍｍ、１１０ｍｍ、及び１６０ｍｍのプラスチック管１２を使用する場合においても、対応する補強用外管１３として、（５０Ａ）、（６５Ａ）、（９０Ａ）、（１２５Ａ）、（１７５Ａ）を使用することによって、補強用外管１３に外荷重が加わった場合でも内部のプラスチック管１２に撓んだ補強用外管１３が振れることなく、プラスチック管１２の安全を確保することができる。

また、同様に補強用外管（鋼管）１３の引張強さ（σｔ）として安全性を確保したσａ≦１００Ｎ／ｍｍ^２に設定されており、補強用外管１３に外荷重が加わった場合でも、外荷重に充分耐えることができ、内部のプラスチック管１２の安全を確保することができる。

次に、本例で使用するプラスチック管１２自体の強度について説明する。
図４乃至図６は本例で使用するプラスチック管１２の強度を説明する図である。図４は未舗装で配管の埋設深度が６０ｃｍの場合であり、土の単位体積当たりの重量を１８ＫＮ／ｍ^３として計算した例である。また、図５はコンクリート舗装で配管の埋設深度が３０ｃｍ（鉄筋コンクリート１５ｃｍ、土１５ｃｍ）の場合であり、コンクリート及び盛り土の単位体積当たりの重量を２１ＫＮ／ｍ^３として計算した例である。さらに、図６はコンクリート舗装で配管の埋設深度が１５ｃｍ（鉄筋コンクリート１５ｃｍ）の場合であり、コンクリート及び盛り土の単位体積当たりの重量を２４ＫＮ／ｍ^３として計算した例である。

尚、プラスチック管１２の使用原材料は高密度ポリエチレン管であり、曲げ弾性率８００，０００ｋＮ／ｍ^２であり、その他道路橋示方書Ｉ共通編で定められた方法で計算したものである。

上記条件に基づいて図４乃至図６に示すように、パイプ径（及び板厚）が３２ｍｍ（２，４ｍｍ）、４０ｍｍ（３．０ｍｍ）、５０ｍｍ（３．７ｍｍ）、６３ｍｍ（４．７ｍｍ）、９０ｍｍ（６．７ｍｍ）、１１０ｍｍ（８．１ｍｍ）、及び１６０ｍｍ（１１．８ｍｍ）のプラスチック管１２について、それぞれ対応する鉛直方向静止土圧（KPａ）、活荷重土圧（KPａ）に対して曲げ応力（KPａ）及び撓み率（％）を計算し、許容曲げ応力（例えば、６，４００KPａ）及び許容撓み率（例えば、４．００％）と比較した。

この結果、図４に示す未舗装の場合、図５に示すコンクリート舗装と土の場合、及び図６に示すコンクリート舗装のみの場合全てにおいて、曲げ応力及び撓み率が許容曲げ応力及び許容撓み率の範囲内であり、例えば図６に示すコンクリート舗装のみの場合においても本例のプラスチック管１２が上記土圧等に耐える性能を有することが分かった。

したがって、上記構成のプラスチック管１２を使用し、更に前述の補強用外管１３をプラスチック管１２の外周に配設することによって、フェールセーフ機能を備えた配管構造とすることができる。すなわち、例えば予期せぬ荷重によって補強用外管１３が破損した場合でもプラスチック管１２の強度によって配管構造は保たれ、常に安全にガソリンや油の注油や給油を行うことができる。

尚、上記実施形態の説明では送油管２について説明したが、給油管３や通気管４等の他の埋設配管に適用してもよい。また、上記実施形態の説明ではガソリンスタンドにおける配管について説明したが、ガソリンスタンドに限る訳ではなく、他の給油施設において埋設された配管においても同様に本発明の配管構造を適用することができることは勿論である。

１・・・地下タンク
２・・・注油管
３・・・給油管
４・・・通気管
５・・・液面計
７・・・注油口
８・・・機器類
９、１０・・バルブ
１２・・プラスチック管
１３・・補強用外管
１４・・コンクリート
１５・・土

Claims

コンクリート及び又は土に埋設された配管の構造であって、
所定強度を備えたプラスチック管と、
該プラスチック管の外周に配設され、前記プラスチック管の外周面と一定間隔を保持して配設された補強用外管と、
を有することを特徴とする配管構造。
前記補強用外管は鉛直方向静止土圧及び活荷重土圧に対して許容撓み率の範囲内の撓み率に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の配管構造。
前記補強用外管は鉛直方向静止土圧及び活荷重土圧に対して許容曲げ応力の範囲内の曲げ応力に設定されている特徴とする請求項１、又は２に記載の配管構造。
前記許容撓み率は、一定の安全率を確保して設定されていることを特徴とする請求項２に記載の配管構造。
前記許容曲げ応力は、一定の安全率を確保して設定されていることを特徴とする請求項３に記載の配管構造。
前記プラスチック管の外周に補強用外管が配設された配管はガソリンスタンドに埋設された配管であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載の配管構造。